太陽(yáng)能和風(fēng)能在未來(lái)1萬(wàn)年內(nèi)都不會(huì)枯竭,而石油和***則日漸枯竭。***們認(rèn)為,地球上現(xiàn)有的石油和***將在100年內(nèi)枯竭,煤則在900年內(nèi)被用盡。由此可見,化石燃料的日漸枯竭是人類不得不面對(duì)的殘酷現(xiàn)實(shí)。此外,傳統(tǒng)燃料的使用會(huì)在一定程度上污染環(huán)境影響氣候,即使諸如***站等創(chuàng)新性技術(shù)的運(yùn)用也是如此。
而如今人們找到了一個(gè)潔凈能源的解決方案:使用可再生能源,尤其是風(fēng)能。在可再生能源中,風(fēng)能***易于利用,技術(shù)上***成熟,同時(shí)其規(guī)?;茝V的潛力也***大。實(shí)際上,與其他可再生能源相比,***風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)的發(fā)展速度是***快的。1995年***風(fēng)力發(fā)電總裝機(jī)容量?jī)H為4500兆瓦,到2005年增至5.9萬(wàn)兆瓦,至今已突破7萬(wàn)兆瓦。僅去年一年,現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的裝機(jī)容量就增加了26%。風(fēng)電工業(yè)帶來(lái)的另一個(gè)益處,是為***創(chuàng)造了15萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì),僅在德國(guó)就創(chuàng)造了7萬(wàn)個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)。越來(lái)越多的***開始利用風(fēng)能,建造及擴(kuò)建風(fēng)電場(chǎng)。然而,目前大部分風(fēng)電場(chǎng)都集中在歐洲一些已經(jīng)為可再生能源的發(fā)展建立了相關(guān)***、從而為風(fēng)電發(fā)展鋪平道路的***。風(fēng)電領(lǐng)域的***者是德國(guó)和西班牙,因?yàn)樗麄円淹ㄟ^(guò)了相關(guān)***,從而為這一產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大奠定了基礎(chǔ)。
利用風(fēng)能,獲得更多能量
丹麥目前的風(fēng)力發(fā)電量占其電力需求的20%,并有望在2030年達(dá)到35%。在西班牙,這一比例是8%,預(yù)計(jì)到2010年底這一數(shù)字能翻一番。德國(guó)目前約有1.9萬(wàn)個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),總裝機(jī)容量超過(guò)2.1萬(wàn)兆瓦,約占其總電力需求的6.5%。美國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量也同樣在增長(zhǎng),像印度、中國(guó)等一些發(fā)展迅速的***也正寄希望于可再生能源,因?yàn)槠淠茉葱枨罅吭诳焖僭黾?,又要避免在資源日益匱乏的形勢(shì)下延緩追趕發(fā)達(dá)***的腳步。
近年來(lái),風(fēng)電技術(shù)上的進(jìn)步無(wú)疑為風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展起到了持續(xù)推動(dòng)作用。繼首批22千瓦的設(shè)備問(wèn)世以來(lái),現(xiàn)有技術(shù)水平已允許建造兆瓦級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)。如今許多風(fēng)力適中的陸上風(fēng)電場(chǎng),特別是沿海地區(qū)已經(jīng)開始建設(shè)兆瓦級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)。然而,需要注意的是,海上風(fēng)電場(chǎng)能夠產(chǎn)生更多電能,因?yàn)楹I系娘L(fēng)力更強(qiáng)更穩(wěn)。實(shí)際上,海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的能源輸出約比陸上高40%。海上風(fēng)電場(chǎng)也因此可能會(huì)在未來(lái)對(duì)整個(gè)能源供應(yīng)體系做出更大貢獻(xiàn)。
***大的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)
西門子于1991年在丹麥建造了世界上***海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)Vindeby,開創(chuàng)了建設(shè)海上風(fēng)電場(chǎng)的先河。一系列***的項(xiàng)目緊隨其后,比如:哥本哈根(Copenhagen)附近的Middelgrunden海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng),以及位于波羅的海的Nysted風(fēng)電場(chǎng)。后者是目前***大的海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)。去年,西門子公司在英格蘭西北海岸利物浦灣的Burbo Banks安裝了25臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)(見右圖)。今年,西門子正計(jì)劃在東海岸建成世界上***的海上風(fēng)電場(chǎng):總共將在Lynn和InnerDowsing安裝54臺(tái)風(fēng)機(jī),總裝機(jī)容量將達(dá)到180兆瓦。西門子發(fā)電集團(tuán)(PG)風(fēng)力發(fā)電部負(fù)責(zé)人AndreasNauen說(shuō):“海上風(fēng)能開發(fā)是西門子未來(lái)的一個(gè)重要市場(chǎng)。我們的風(fēng)電技術(shù)正在為實(shí)現(xiàn)環(huán)保而可靠的電力供應(yīng)作出越來(lái)越大的貢獻(xiàn)。”
海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)工程技術(shù)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)與現(xiàn)有電網(wǎng)的接口方面面臨巨大的挑戰(zhàn),同時(shí),海上風(fēng)電場(chǎng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也引起了關(guān)注。目前,大量的有關(guān)風(fēng)電的環(huán)境兼容性的研究正在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行,旨在保護(hù)海洋環(huán)境。其研究范圍廣泛,包括大量研究及監(jiān)督項(xiàng)目,例如對(duì)丹麥Nysted風(fēng)場(chǎng)的研究。***報(bào)告現(xiàn)已出爐,表明風(fēng)電和保護(hù)自然環(huán)境之間的沖突是微乎其微的,其對(duì)環(huán)境的正面貢獻(xiàn)更大。
遠(yuǎn)離海岸
風(fēng)力發(fā)電的巨大市場(chǎng)在德國(guó)海岸線上也可見一斑。預(yù)計(jì)到2030年,波羅的海及北海地區(qū)的風(fēng)電裝機(jī)容量約2.5萬(wàn)兆瓦。這一裝機(jī)容量為德國(guó)貢獻(xiàn)了15%的發(fā)電量。德國(guó)沿海地區(qū)有望得到數(shù)十億歐元的***,創(chuàng)造約1萬(wàn)個(gè)新的就業(yè)機(jī)會(huì)。波羅的海和北海地區(qū)已有40個(gè)項(xiàng)目遞交申請(qǐng),其中21個(gè)目前已得到批準(zhǔn)。然而,目前僅有兩個(gè)試驗(yàn)設(shè)備到位,一個(gè)在北海的Emden附近,一個(gè)在波羅的海的Rostock。德國(guó)海上風(fēng)電開發(fā)的滯后是由其繁冗的申請(qǐng)程序和各種環(huán)境法造成的。與斯堪的那維亞和英國(guó)不同,德國(guó)的自然保***規(guī)定海上風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)必須距離海岸線相當(dāng)遠(yuǎn),在那里水深可達(dá)到40米。對(duì)技術(shù)的要求也因此比在近海安裝風(fēng)力發(fā)電機(jī)要復(fù)雜得多。為確保能夠經(jīng)受住如此極端的工作條件,西門子把轉(zhuǎn)子葉片設(shè)計(jì)為一個(gè)整體,從而增強(qiáng)其可靠性和耐用性。
風(fēng)電改造工程——延長(zhǎng)舊風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的使用壽命
事實(shí)上,目前適合建設(shè)陸上風(fēng)電場(chǎng)的地點(diǎn)已經(jīng)相當(dāng)稀少,但西門子找到了一個(gè)解決方案,即改造風(fēng)電場(chǎng)——將***代舊式風(fēng)力發(fā)電機(jī)更換為功能更強(qiáng)的新式風(fēng)力發(fā)電機(jī)。在德國(guó),首批此類風(fēng)電場(chǎng)已于上世紀(jì)80年代末完成改造。此后,西門子風(fēng)電部開創(chuàng)性地在17座現(xiàn)代化風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)完成了數(shù)個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)改造工程項(xiàng)目。2006年春季,Braderup風(fēng)電場(chǎng)安裝了4臺(tái)功率各為2.3兆瓦和4臺(tái)各為3.6兆瓦的機(jī)組。這些******的西門子風(fēng)力發(fā)電機(jī)替換了15臺(tái)單機(jī)容量為750千瓦的舊機(jī)組。
德國(guó)Northern Friesland地區(qū)***風(fēng)電改造工程成果顯著,風(fēng)力發(fā)電機(jī)數(shù)量減半而輸出功率是原來(lái)的兩倍,實(shí)際發(fā)電量是原來(lái)的三倍。“如果用一半數(shù)量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)能夠?qū)⒐β史槐叮敲磧H德國(guó)在未來(lái)10到15年內(nèi),風(fēng)電裝機(jī)容量就有望達(dá)到2萬(wàn)兆瓦。”位于德國(guó)布萊梅的西門子風(fēng)能公司負(fù)責(zé)人Dirk Wernicke如是說(shuō)。
除了對(duì)整個(gè)能源生產(chǎn)領(lǐng)域產(chǎn)生重大的推動(dòng)作用外,用現(xiàn)代化風(fēng)力發(fā)電機(jī)替代舊設(shè)備的同時(shí)也要保護(hù)現(xiàn)有景觀,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的外形也應(yīng)美觀